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Amplificadores de señal

George Hardesty
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Amplificador WiFi - Ampliar el rango de la señal:


 

Un amplificador de WiFi es un dispositivo que se utiliza para "aumentar" o ampliar el alcance de una señal WiFi. También pueden describirse como:

  • Antenas amplificadoras de señal WiFi
  • Amplificadores de señal WiFi
  • Extensores de rango WiFi

Los amplificadores de WiFi extienden la cobertura WiFi a áreas donde la señal es baja o de mala calidad. La señal WiFi puede ser degradada por las paredes, los materiales de construcción como el hormigón o el metal, así como por la interferencia de los dispositivos que funcionan con frecuencias WiFi (por ejemplo, teléfonos inalámbricos o microondas). Un amplificador de señal WiFi es capaz de utilizar una señal WiFi existente, amplificarla y retransmitir la señal reforzada a una zona muerta de WiFi, o extender una señal WiFi a una distancia significativa. Proporcionan una solución eficaz para proporcionar cobertura WiFi que puede ser utilizada por una amplia gama de dispositivos inalámbricos en red.

Conecte el amplificador de señal WiFi a su punto de acceso o enrutador.

Los amplificadores de señal Wi-Fi se pueden conectar a enrutadores o puntos de acceso. Por lo general, aumentan la señal de origen generada por el enrutador y, cuando son efectivos, pueden aumentar la intensidad de la señal en un factor de tres. Un amplificador de señal WiFi bidireccional es capaz de amplificar las señales WiFi recibidas y transmitidas para aumentar la intensidad de la señal hasta en un 600%.

Los amplificadores de señal WiFi son clave para proporcionar una conectividad perfecta en una variedad de entornos. Para sectores y aplicaciones de misión crítica, la instalación de un amplificador de señal WiFi puede salvaguardar el rendimiento de la red.

Los amplificadores de señal WiFi son distintos de los repetidores WiFi que simplemente repiten y retransmiten una señal WiFi adquirida sin amplificarla.

Aplicaciones de refuerzo de WiFi:

El amplificador de señal WiFi aumenta el alcance y el rendimiento de la señal para una variedad de  aplicaciones 802.11,  que incluyen:

  • Puntos de acceso inalámbricos
  • Puentes inalámbricos
  • Red LAN 802.11
  • Internet de las cosas

Los amplificadores de señal son dispositivos extremadamente versátiles que tienen un gran potencial para mejorar la cobertura inalámbrica en áreas donde los niveles de señal disminuyen. Se instalan fácilmente en las propiedades para proporcionar cobertura a los dispositivos que forman parte de una red de área local. También se pueden usar en una variedad de entornos públicos como estadios deportivos, estaciones de tren o aeropuertos donde las redes pueden estar muy abonadas.

Frecuencias de amplificadores de señal WiFi

Los amplificadores de señal WiFi están diseñados para funcionar con frecuencias WiFi en la banda de  frecuencia de 2,4 GHz (entre 2,4 y 2,5 GHz). Esto los hace compatibles con las siguientes versiones 802.11 de redes WiFi que utilizan la banda de frecuencia de 2,4 GHz:

  • 802.11b (WiFi heredado)
  • 802.11g (WiFi 3)
  • 802.11n (WiFi 4)
  • 802.11ax (WiFi 6)

El rendimiento del amplificador es especialmente importante, ya que la pérdida de datos/atenuación de la señal de los dispositivos inalámbricos es común. A menudo, las tarjetas de red inalámbrica utilizadas en computadoras portátiles, enrutadores y otros dispositivos no son muy fuertes, con potencia y alcance limitados. Un amplificador de señal bidireccional con una antena puede mejorar el rendimiento del dispositivo cliente dentro de una red WiFi.

¿Cómo funciona un amplificador de señal WiFi?

Los amplificadores bidireccionales WiFi son dispositivos electrónicos relativamente simples que pueden recibir la señal de un enrutador o punto de acceso y amplificarla dentro de la red, también reciben señales entrantes de dispositivos en red y las amplifican y reenvían al enrutador.

Llevan una antena transmisora y una antena receptora que está conectada a un amplificador intermedio.

Un amplificador intermedio es un componente amplificador de WiFi que es capaz de elevar el nivel de la señal. Funciona con frecuencias intermedias a la señal de radio de la antena receptora y a la señal de la fuente de radio directa. Estos componentes electrónicos poseen una variedad de circuitos, incluida la inductancia mutua o el acoplamiento de capacitancia en derivación o el uso de transformadores.

El amplificador intermedio recibe una entrada directa de la fuente de señal de radio (router/punto de acceso/tarjeta inalámbrica). El amplificador intermedio utiliza la señal recibida de la antena y la señal de la fuente de radio, amplificando la diferencia entre ellas. A continuación, la señal es procesada por un amplificador de bajo ruido (LNA), eliminando cualquier señal no deseada presente y amplificando aún más la señal. A continuación, la señal se transfiere para ser retransmitida a través de la antena transmisora.

El LNA puede amplificar la señal recibida sin una degradación significativa de la relación señal/ruido (SNR). A diferencia del amplificador que aumenta tanto la señal como el ruido, el LNA minimizará el ruido en la señal amplificada.

  • Antenas amplificadoras WiFi

Los amplificadores de señal WiFi llevan antenas WiFi externas de alta ganancia emparejadas, generalmente ubicadas en lados opuestos del dispositivo. Las antenas internas no son adecuadas para amplificadores de WiFi, ya que causan interferencias dentro del dispositivo, lo que afecta negativamente su rendimiento.

Al menos una antena WiFi externa de alta ganancia está dirigida hacia el punto de acceso. Esta antena puede ser direccional. La otra antena (idealmente con un gran ancho de haz), será la antena de transmisión que proporcione la cobertura necesaria.

  • Cable de antena amplificador de señal WiFi

Si  se utiliza un cable coaxial con las antenas externas de un amplificador de señal WiFi, el cable de la antena debe ser de baja pérdida y mantenerse lo más corto posible. Recomendamos nuestro cable analógico LMR 100 de doble blindaje de alta calidad  para realizar las conexiones necesarias.

  • Especificaciones del amplificador de señal WiFi

Los amplificadores de señal WiFi pueden ser dispositivos plug-and-play independientes o módulos inalámbricos que están integrados en un dispositivo inalámbrico.

[A] Módulo amplificador de señal bidireccional WiFi 802.11 de 800 mW listo para usar

Este módulo de refuerzo bidireccional es capaz de aumentar la cobertura de área WiFi hasta cuatro veces la cobertura de un punto de acceso inalámbrico estándar. Está diseñado para conectarse a un punto de acceso o enrutador para proporcionar un impulso de señal.

Especificaciones físicas clave del módulo amplificador de señal bidireccional WiFi 802.11 de 800 mW

El amplificador de señal lleva:

  • Conector hembra RP-SMA chapado en oro  para punto de acceso u entrada (otra fuente de 2,4-2,5 GHZ)
  • Conector hembra RP-SMA chapado en oro  para salida de antena WiFi
  • 5VDC 500mA máx. Entrada de CC (jack)
  • 3 LED de estado: Encendido - verde, Transmisión - Rojo, Recepción - Ámbar

Dimensiones: 2,36 x 0,7 x 0,31 pulgadas (60 x 17,77 x 8 milímetros)

Peso: 7,30 g

Especificaciones eléctricas clave del módulo amplificador de señal bidireccional WiFi 802.11 de 800 mW:

  • Rango de frecuencia2,4 a 2,5 GHz
  • Impedancia del  conector RP-SMA: 50 ohmios
  • Tipo de señal/modulación: Espectro ensanchado de secuencia directa/Multiplexación por división de frecuencia ortogonal
  • Recepción de la potencia máxima de entrada: -10dBm
  • Ganancia de potencia máxima recibida: 13dB
  • Salida lineal máxima de transmisión: 500mW / +27dBm
  • Ganancia de potencia máxima de transmisión: 13 dB
  • Potencia máxima de entrada de transmisión: 20dB
  • Fuente de alimentaciónDC 5V/500mA

[B] Refuerzo de lápiz de 800 mW y 2,4 GHz

Este amplificador de lápiz fácil de usar está diseñado para funcionar con puntos de acceso y enrutadores 802.11. Es compacto y rápido de instalar (sin programación) en un dispositivo inalámbrico 802.11 existente a través de su conector macho RP-SMA. Puede duplicar el alcance de una variedad de dispositivos inalámbricos (incluidas las cámaras CCTV inalámbricas) que utilizan las versiones líderes de WiFi que funcionan a 2,4 GHz, así como Bluetooth y ZigBee.

Especificaciones físicas clave del amplificador de lápiz de 800 mW a 2,4 GHz

El amplificador de señal lleva:

  • Conector macho RP-SMA en ángulo recto para punto de acceso u entrada (otra fuente de 2,4-2,5 GHZ)
  • Conector RP-SMA hembra para salida de antena WiFi
  • Entrada de CC máxima de 6 V/1 A CC (jack)
  • 3 LED de estado: Encendido - verde, Transmisión - Rojo, Recepción - Ámbar

Dimensiones: 6,1 x 0,85 pulgadas (155 x 21,6 milímetros)

Peso: 20g

Especificaciones eléctricas clave del amplificador de lápiz de 800 mW y 2,4 GHz

  • Rango de frecuencia: 2,4 a 2,5 GHz
  • Impedancia del  conector RP-SMA: 50 ohmios
  • Tipo de señal/modulación: Espectro ensanchado de secuencia directa
  • Recepción de la potencia máxima de entrada: -10dBm
  • Salida lineal máxima de transmisión: 500mW / +27dBm 800mW / +29dBm
  • Potencia máxima de entrada de transmisión: 20dB
  • Fuente de alimentación: DC 6V/1A

Orientación regulatoria y consideraciones para el uso de amplificadores de señal WiFi

En los EE. UU., el uso de amplificadores de señal y sus antenas adjuntas está sujeto a la regulación de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC).

A la FCC le preocupa que el mal funcionamiento o el mal diseño o la instalación deficiente de los amplificadores de señal puedan causar interferencias con las redes inalámbricas y otros servicios de comunicación críticos, incluidas las emergencias y las fuerzas del orden.

Con el tiempo, las partes interesadas en el sector de las comunicaciones han presentado múltiples peticiones en busca de aclaraciones sobre las reglas de la FCC que supervisan el uso y la regulación de los amplificadores de señal WiFi. Después de llevar a cabo una consulta pública e investigación sobre la mejor manera de respaldar el diseño y la implementación de amplificadores de señal, las reglas de la FCC se han actualizado (2014 y posteriormente en 2018) para reflejar los cambios acelerados en las redes inalámbricas. El objetivo ha sido ampliar el acceso y la disponibilidad de los amplificadores de señal inalámbricos, equilibrando al mismo tiempo su uso con los posibles efectos adversos en las redes inalámbricas críticas.

La guía de la FCC cubre los amplificadores de señal inalámbrica, pero se centra principalmente en los amplificadores celulares  en lugar de los amplificadores WiFi. Los amplificadores de WiFi son legales siempre que cumplan (cuando corresponda) con las reglas que evitan la interferencia en las redes inalámbricas. No necesitan estar registrados ni tener una licencia de la FCC. Estos se actualizaron por última vez en 2018. Los amplificadores de señal WiFi operan en la banda de frecuencia de 2,4 GHz, que es una banda ISM sin licencia  y, por lo tanto, no se espera que interfieran con el espectro con licencia si funcionan de manera competente. La única preocupación es la cantidad de potencia radiada que emiten, que se especifica en los aspectos técnicos de las regulaciones a continuación.

Guía de la FCC: Título 47 - Capítulo de Telecomunicaciones - Subcapítulo B Parte 20 - 20.21 Amplificadores de señal

Puntos clave para los amplificadores de señal WiFi:

La FCC clasifica los amplificadores de señal como amplificadores de señal de consumo y amplificadores de señal industriales. El tipo de amplificador de señal debe estar claramente etiquetado por el fabricante, así como su cumplimiento con las regulaciones de la FCC si funciona normalmente.

  1. Amplificadores de señal para el consumidor: Estos son amplificadores de señal inalámbricos plug-and-play que están diseñados para uso individual privado dentro de hogares o vehículos recreativos como un bote.
  1. Amplificadores de señal industrial: cubren una amplia gama de dispositivos que son para uso con licencia o que requieren instalación profesional. Por lo general, se utilizan para proporcionar cobertura para múltiples usos en entornos públicos como hospitales o aeropuertos. Cualquier refuerzo de esta naturaleza fabricado para su compra desde marzo de 2014 debe cumplir con los requisitos de la FCC.

Los amplificadores de señal WiFi de consumo solo deben usarse con antenas, cableado y otros dispositivos acoplados que hayan sido especificados y aprobados por el fabricante del amplificador de señal.

Los usuarios no deben modificar ni desactivar las funciones de un amplificador de señal de consumo que estén diseñadas para evitar interferencias perjudiciales. Estas funciones deben estar completamente habilitadas y operativas durante el tiempo que el amplificador de señal esté en uso.

Los amplificadores de señal WiFi no deben causar interferencias dañinas en las operaciones de los servicios principales con licencia. Esto es poco probable en la banda de frecuencia de 2,4 GHz. Si los representantes de la FCC lo solicitan, el operador de un amplificador de señal debe ayudar a determinar la fuente de cualquier interferencia, desactivando el amplificador de señal inmediatamente cuando se considere necesario.

También deben tener controles que eviten señales de entrada excesivas que puedan hacer que la potencia de salida exceda los niveles autorizados (control de ganancia) y ser capaces de detectar y mitigar oscilaciones en las bandas de enlace ascendente y descendente (anti-oscilación).

Los amplificadores WiFi inalámbricos solo pueden certificarse y utilizarse si cumplen con todas las normas técnicas aplicables a su banda de frecuencia. Los amplificadores de señal que operan en bandas de frecuencia sin licencia deben diseñarse y fabricarse para operar solo en las frecuencias designadas para proporcionar la cobertura de señal especificada. También deben utilizar métodos para evitar interferencias para evitar que las interferencias se transmitan al espectro de los servicios de radio móvil comercial (CMRS).

La FCC también ha impuesto los siguientes requisitos técnicos:

  • La potencia de ruido transmitida de los amplificadores de combustible de consumo en su puerto de enlace ascendente está limitada a -103 dBm/MHz
  • Los amplificadores de señal bidireccionales deben tener una ganancia equivalente en los enlaces ascendente y descendente. La potencia de salida del enlace ascendente conducido debe ser de un mínimo de 0,05 vatios.
  • Los amplificadores de consumo tienen un límite de ganancia de enlace ascendente de -34 dB
  • La potencia del enlace ascendente del booster no debe exceder 1 vatio de potencia conducida o potencia radiada isotrópica (EIRP) equivalente.
  • La potencia del enlace descendente/EIRP no debe exceder los 0,05 vatios/17 dBm.

¿Qué es EIRP?

La potencia radiada isótropa equivalente (PIRE) se calcula como la potencia radiada total de una antena transmisora multiplicada por la directividad (ganancia) de esa antena en la dirección del receptor. Se puede calcular rápidamente multiplicando la potencia de entrada entregada a la antena por la ganancia numérica de la antena.

 

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